成果研究背景、应用领域

微胶囊是利用成膜物质包覆芯材而形成具有核-壳结构的微小容器，它将芯材物质与外界隔离，起到保护、控制释放、提高稳定性、屏蔽气味及降低毒害等作用，因而广泛应用于食品、医药、胶黏剂、涂料、染料、感光材料、相变材料等行业。近年来，微胶囊技术在树脂及其复合材料中得到了应用，已成为高性能材料研究的新方向。本成果通过微胶囊技术将有机硅引入环氧树脂体系，提高环氧树脂体系的储存稳定性并实现增韧改性。

技术突破与创新

有机硅具有热稳定性好、耐候、耐氧化、低表面能及介电强度高等优点，常用于环氧树脂的改性。但现有的研究大都采用化学共聚和物理共混两种方法引入有机硅改性环氧树脂。本成果以环氧树脂为芯材，以正硅酸四乙酯在酸性条件下的水解缩聚反应形成壁材包覆环氧树脂得到环氧树脂微胶囊。所制备的环氧树脂微胶囊兼具有机及无机材料的性能，并具有优良的热稳定性及存储稳定性。正硅酸四乙酯无毒无害，形成的环氧树脂微胶囊壁材环境友好。同时，该环氧树脂微胶囊的有机硅壁材在固化过程中破裂并均匀分布在环氧树脂体系内，可提高环氧树脂固化物的韧性。

经济技术指标、投资规模

本成果开发的正硅酸四乙酯包覆环氧树脂微胶囊表面光滑致密，粒径分布较窄，平均粒径为8.4 μm，热稳定性较好，芯材含量(质量分数)为67.5 %，贮存期6～12 个月。微胶囊化环氧树脂固化物的玻璃化转变温度＞120℃,剪切强度＞20 MPa。

应用前景及经济社会效益

目前，绝大部分环氧树脂体系是双组分的，即环氧树脂与固化剂分开包装。双组分环氧树脂体系在使用时环氧树脂与固化剂需按一定比例混合均匀，适用期较短，易造成原料浪费。相对于双组分环氧树脂体系，单组分的环氧树脂体系具有运输方便、适用期长、生产操作工艺简便、适用大规模工业化生产等优点。微胶囊化是制备单组分环氧树脂体系的一种有效方法，通常用于环氧树脂微胶囊化的壳材有明胶、聚乙烯醇、聚酯、脲醛树脂等，但采用这些壳材制成的环氧树脂微胶囊普遍存在耐热性较差、稳定性差及固化物性能下降等缺陷。本成果以环氧树脂为芯材，以正硅酸四乙酯在酸性条件下的水解缩聚反应形成壁材包覆环氧树脂得到环氧树脂微胶囊。采用微胶囊化技术制备单组分的环氧树脂体系，并利用固化反应过程有机硅壳材的破裂，使有机硅均匀分布在固化物中，达到有机硅增韧改性环氧树脂的目的，提高环氧树脂固化物的综合性能，拓展在涂料、电子电气、黏合剂及复合材料等领域的应用。